SSC304 Introdução à Programação Para Engenharias

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "SSC304 Introdução à Programação Para Engenharias"

Thomas Amaral Prado
6 Há anos
Visualizações:

Para Engenharias Estrutura de um Computador GE4 Bio GE4Bio Grupo

1 Universidade de São Paulo Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação Departamento de Sistemas de Computação Introdução à Para Engenharias Estrutura de um Computador GE4 Bio GE4Bio Grupo de Estudos em Sinais Biológicos Prof.Dr. Danilo Spatti São Carlos

2 2 Evolução Tecnológica do Computador Quem inventou o computador? É uma invenção sem inventor. Aperfeiçoamento constante de ideias anteriores. O termo computador era associado a um profissional capaz de fazer contas mais complexas e com extrema velocidade. Filme Estrelas Além do Tempo

3 Evolução Tecnológica do Computador Geração Zero (1642-1945) Primeiros dispositivos eram mecânicos.

3 3 Evolução Tecnológica do Computador Geração Zero ( ) Primeiros dispositivos eram mecânicos. 1642/1647: primeira calculadora mecânica (Pascal) 1671/1673: calculadora mecânica com +, -, *, / (Leibniz) 1750: Início da Revolução Industrial

4 Evolução Tecnológica do Computador Primeira Geração (1945-1955)

4 4 Evolução Tecnológica do Computador Primeira Geração ( ) Época dos dispositivos valvulados. ENIAC: desenvolvido para fins militares. 18mil válvulas, 1500 relés, 30 toneladas, 140 kw. 20 registradores de 10 dígitos decimais cada. por hardware (chaves e soquetes).

5 Evolução Tecnológica do Computador Primeira Geração (1945-1955)

5 5 Evolução Tecnológica do Computador Primeira Geração ( ) Máquina de John von Neumann. Modelo que persiste até os dias atuais quando do projeto de dispositivos computacionais. Entrada Saída Unidade Lógica Aritmética Acumulador Unidade de Controle Memória

6 6 Evolução Tecnológica do Computador Segunda Geração ( ) Época dos transistores. PDP1: universidades e centros de pesquisa. US$ , 4K palavras de 18 bits, Clock de 200 khz e vídeo.

7 Evolução Tecnológica do Computador Terceira Geração (1965-1980) Era dos circuitos integrados.

7 7 Evolução Tecnológica do Computador Terceira Geração ( ) Era dos circuitos integrados. Múltiplos transistores encapsulados em uma única pastilha, conceito de LSI. LSI (Large Scale Integration) mil transistores por chip. Custo reduziu significativamente.

8 Evolução Tecnológica do Computador Quarta Geração (1980-1990) Integração em larga escala.

8 8 Evolução Tecnológica do Computador Quarta Geração ( ) Integração em larga escala. Popularização dos PCs e da Lei de Moore. VLSI (Very Large Scale Integration). 100 mil transistores por chip.

9 9 Integração em ultra larga escala. ULSI (Ultra Large Scale Integration). Bilhões de transistores por chip. Evolução Tecnológica do Computador Quinta Geração (a partir de 1990)

10 10 Evolução Tecnológica do Computador Intel 4004, 8008, 8080, 8085, 8086, 8088, 80186, 80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro, Pentium MMX, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Pentium M, Pentium D, Pentium Dual Core, Core 2 Duo, Core 2 Quad, i3, i5, i7, i9... AMD x86, K6, Athlon, Duron, Turion, Sempron, Ryzen... Motorola Zilog Z80, Z8000. Texas Instruments TMS9900. Processadores Comerciais

11 11 Evolução Tecnológica do Computador Transistores

12 12 Evolução Tecnológica do Computador Custo: geralmente avaliado em termos de quantidade de pinos ou área de chip. Clock: velocidade efetiva do processador numérico. Cache: tamanho de registradores encapsulados ao processador. Instruções e operações IPS Instruções com números inteiros / segundo. FLOPS Operações de ponto flutuante / segundo. T/S Transferências efetivas / segundo. Medidas de desempenho

13 13 Comparativo Microprocessador x Microcontrolador Microprocessador: Implementado em um único componente, mas com memória, entradas e saídas externas. Comportamento no tempo é determinado por um programa externo colocado em memória. Grande desempenho. Microcontrolador CPU, memória, entradas e saídas integradas em um único componente. Programa e dados são alocados em memória interna ao microcontrolador. Desempenho inferior ao microprocessador.

14 14 Comparativo Microprocessador x Microcontrolador

15 15 Comparativo CISC x RISC CISC (Complex Instruction Set Computing): Grande conjunto de instruções (centenas). Armazenadas em memória não-volátil interna ao processador. Quanto mais complexa a operação, mais microinstruções ela possuirá e mais tempo levará para ser executada. RISC (Reduced Instruction Set Computing) Conjunto pequeno de instruções (dezenas) implementadas diretamente em hardware. Realização mais rápida das instruções. Instruções são muito simples e para a realização de certas tarefas são necessárias mais instruções que no modelo CISC.

16 16 Estrutura de um Computador Composição (I) Arquitetura Interna Memória Unidade de Entrada Unidade Central de Processamento Unidade de Saída

17 17 Estrutura de um Computador Composição (II) Memória Unidade de Entrada Unidade Central de Processamento Unid. Lógica e de Aritmética Unidade de Saída

18 18 Estrutura de um Computador Composição (III) Memória Unidade de Entrada Unidade Central de Processamento Unid. Lógica e de Aritmética Unidade de Saída

19 19 Estrutura de um Computador Composição (IV) Memória Unidade de Entrada Unidade Central de Processamento Unid. Lógica e de Aritmética Unidade de Saída

20 20 Linguagens de Linguagem de Máquina (I) As instruções são fornecidas a partir de um conjunto de cadeias ou dígitos binários. Parte da instrução representa a operação e o restante é o endereço do dado onde será realizada a operação

21 21 Um dígito binário é chamado de bit (BInary digit). O bit mais significativo é chamado de MSB (most significant bit) e o menos significativo de LSB (least significant bit). Nibble 4 dígitos binários Byte 8 dígitos binários Linguagens de Linguagem de Máquina (II) Pesos Decimal MSB LSB

22 22 Linguagens de Linguagem de Máquina (III) As instruções são fornecidas a partir de um conjunto de cadeias ou dígitos binários. Grande dificuldade de compreensão e desenvolvimento de programas para a maioria. Código de Operação Significado Carregue: copie no acumulador o conteúdo da palavra endereçada Armazene: copie na palavra endereçada o valor do acumulador

23 23 Linguagens de Um código especial é definido para cada uma das operações da máquina Instrução alfanumérica Linguagem mais próxima do nível do hardware Assembly Linguagem de Montagem (I) Código de Operação MOV(destino, fonte) ADD (destino, fonte) Significado Copia o conteúdo do operando fonte para o operando destino Executa a adição direta entre dois operandos, o fonte e o destino

24 24 Linguagens de Linguagem de Montagem (II) Montador: Traduz as instruções simbólicas. Para cada processador há uma relação direta entre a linguagem de montagem e a linguagem de máquina. Código não é portável.

25 25 Linguagens de Linguagem de Alto Nível (I) Em meados de 1950 apareceram as primeiras linguagens de programação de alto nível. Alto nível: nível mais distante das características do hardware. Exemplos: FORTRAN ( FORmula TRANSlation system ) e Matlab (Matrix LABoratory).

26 26 Linguagens de Linguagem de Alto Nível (II) Podem ser compiladas ou interpretadas: Compiladas não necessitam do compilador após o processo de criação do software. Interpretadas necessitam do compilador (interpretador) após a criação do software. Linguagens de alto nível requerem uma forma mais sofisticada de tradução.

27 27 Linguagens de Linguagem de Alto Nível (III) Programa Fonte Compilação Programa Objeto Execução Saída do Programa Tempo de compilação Tempo de execução Tempo necessário para realizar a conversão do programa fonte em programa objeto.

28 28 Linguagens de Linguagem de Alto Nível (IV)

29 29 Considerações Para um iniciante, mesmo a linguagem de alto nível pode ser complexa. A linguagem é dirigida a orientar uma máquina e não pessoas. Não escolhe alternativas. Não pode corrigir comandos mal redigidos. Não consegue tomar decisões baseadas no contexto.

30 30 Fim GE4 Bio GE4Bio Grupo de Estudos em Sinais Biológicos

Documentos relacionados

Aula Breve História dos Computadores - Informatiquês - O Computador - Software vs. Hardware. Introdução à Engenharia da Computação

Aula Breve História dos Computadores - Informatiquês - O Computador - Software vs. Hardware. Introdução à Engenharia da Computação Aula 02 - Breve História dos Computadores - Informatiquês - O Computador - Software vs. Hardware Slide 1 de - Qual é a origem etimológica da palavra COMPUTADOR? Computador procede do latim computatore.